冷作模具鋼通常是指制造冷鍛、冷擠、冷鐓、冷軋、冷校正、冷輥鍛、滾絲、精壓和冷沖（含冷切邊）模具的高硬度鋼。這類模具的工作溫度雖然不高，一般不超過(guò)200℃，但它們的工作應(yīng)力是模具中最高的。因此要求模具鋼應(yīng)該具有極高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性，同時(shí)，還應(yīng)該具有較高的韌性。
絕大多數(shù)的冷作模具鋼屬于高C、高Cr的萊氏體鋼，它們具有良好的淬透性和耐磨性及高強(qiáng)度和硬度，但韌性較差。冷作模具鋼的C含量大多數(shù)在0.85%以上，Cr含量在12%左右，當(dāng)Cr含量在4%左右時(shí)，通常還需要再添加11%～18%的W或W加Mo，進(jìn)一步進(jìn)行碳化物和固溶強(qiáng)化。由于Cr、W和Mo都是形成碳化物的主要元素和固溶強(qiáng)化元素，因而這類鋼具有高強(qiáng)度、高硬度和高耐磨性。
為降低模具費(fèi)用，對(duì)于批量小的鍛件或工作環(huán)境相對(duì)好一點(diǎn)的部分冷作模具，也可以選用T9和T10等高碳工具鋼。
隨著技術(shù)的發(fā)展，對(duì)冷鍛、冷擠件性能的要求不斷提高，對(duì)冷作硬化敏感的、高變形抗力的合金結(jié)構(gòu)和不銹鋼等冷鍛件的比例逐漸增多，因而要求更高強(qiáng)度、硬度和耐磨性的模具材料。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外都開(kāi)發(fā)了強(qiáng)度、硬度和耐磨性更高的硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金，用于制造冷鍛和冷擠組合模具的內(nèi)襯。
常用冷鍛模具鋼有Cr12、Cr12Mo、Cr12MoV、3Cr13、W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、9SiCr、CrWMn、GCr15、9Mn2V、60Si2Mn、滲碳鋼12CrNi2A和滲碳鋼20Cr等。國(guó)內(nèi)研發(fā)了許多強(qiáng)韌性好的冷作模具鋼如LD、65Nb、SLM-11等。
1．Cr12鋼
Cr12型鋼屬于高C、高Cr的萊氏體鋼，主要包括Cr12、Cr12Mo和Cr12MoV鋼。這類鋼的化學(xué)成分中含有1%或更高的C，含有12%的Cr，其中Cr12MoV鋼還含有適量的Mo和V等碳化物形成元素。Cr12型鋼是典型的冷鍛模具鋼，應(yīng)用十分廣泛。3 Cr13鋼的Cr與Cr12鋼相近，但它的C含量低，屬于馬氏體不銹鋼，也可以作為冷作模具鋼，但用量較Cr12型鋼小。
2．多用途的低合金冷鍛模具鋼
這類鋼包括CrWMn、9SiCr、60Si2Mn、5CrW2Si、T10A、GCr15和9Mn2V等，它們多是從精密量具、樣板、工具、彈簧和軸承等成熟的耐磨且熱處理變形小的鋼中引進(jìn)的，它們?cè)谥圃炖溴懩＞哳I(lǐng)域也有較廣泛的應(yīng)用。
3．高合金化的冷鍛模具鋼
這類鋼包括W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2鋼，屬于超高硬度的高速鋼型冷鍛模具鋼。這類鋼不僅耐磨性高，其高溫強(qiáng)度、硬度和耐磨性也十分優(yōu)異。因而，這類鋼既可以作冷作模具鋼，也可以作溫鍛模具鋼和熱作模具鋼。
4．滲碳合金鋼
12CrNi2A和20Cr合金結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)滲碳處理后，在一定場(chǎng)合下，也可以作為冷鍛模具鋼使用。上述常用冷作模具鋼中用量最大的有Cr12、Cr12MoV、T10A、CrWMn、9SiCr、GCr15、9Mn2V、60Si2Mn和W18Cr4V鋼。
5．高強(qiáng)韌模具鋼
根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需要，在保證冷作模具鋼高硬度、耐磨的情況下，提高模具材料的韌性和抗沖擊性是提高模具使用壽命的最重要條件。淬火、回火和使用時(shí)不易裂，如國(guó)內(nèi)已研發(fā)的LD、65Nb、6W6Mo5Cr4V、SLM-11都具有優(yōu)良的性能。
近年來(lái)，我國(guó)開(kāi)發(fā)了7Cr7Mo2V2Si(LD鋼)和9Cr6W3Mo2V(鋼)以及低合金冷作模具鋼7CrSiMnMoV(CH)、6CrMnNiMoVSi(GD)、6CrMnNiVWSi(DS)和CrNiWMoV等。這些鋼的淬透性好、淬火溫度較低，熱處理變形小，價(jià)格便宜，且具有良好的強(qiáng)度和韌性配合，適用于制造精密、復(fù)雜模具。
6．硬質(zhì)合金
作為模具材料的硬質(zhì)合金主要是鎢鈷類硬質(zhì)合金。
鎢鈷類硬質(zhì)合金是以難熔金屬碳化物為基體和硬質(zhì)相、以鐵金屬（鈷或鎳）為粘結(jié)相、用粉末冶金方法生產(chǎn)后經(jīng)球化退火的一種新型模具材料。硬質(zhì)合金材料的牌號(hào)標(biāo)記為“YG”。
7．鋼結(jié)硬質(zhì)合金
鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以難熔金屬碳化物為硬質(zhì)相、以鋼為基體及粘結(jié)相、用粉末冶金方法生產(chǎn)后經(jīng)球化退火的一種新型模具材料。國(guó)產(chǎn)鋼結(jié)硬質(zhì)合金牌號(hào)有GT35、R5、ST60等。
8．碳化鎢鋼
碳化鎢鋼是沈陽(yáng)嘉泰模具材料開(kāi)發(fā)有限公司新近開(kāi)發(fā)的一類超硬耐磨、強(qiáng)韌性材料，它以合金鋼為基體、碳化鎢為硬質(zhì)相，經(jīng)冶煉而制成的超硬材料，它改變了唯有粉末冶金生產(chǎn)硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金的工藝。碳化鎢鋼的硬度高、耐磨性與硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金相當(dāng)，而韌性高于后兩者。該鋼的基體和硬質(zhì)點(diǎn)之間是冶金化學(xué)結(jié)合，提高了強(qiáng)度和韌性，同時(shí)碳化物鋼生產(chǎn)技術(shù)可以生產(chǎn)比后兩者截面和規(guī)格大得多的工件，單件可達(dá)幾百千克甚至更大，這是硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金技術(shù)不可能達(dá)到的。
碳化鎢鋼是集硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性和高合金鋼的強(qiáng)度、韌性于一體的超硬耐磨新材料，可以通過(guò)熱處理提高強(qiáng)度和硬度，退火后可進(jìn)行機(jī)加工和電加工，淬火和回火后，硬度可以達(dá)到85HRA左右，也可根據(jù)需要制造硬度45HRC～60HRC的機(jī)械、防銹或耐腐蝕的機(jī)械零部件。
碳化鎢鋼是繼碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼、硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金之后的第六代工具鋼。碳化鎢鋼與硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金相比，生產(chǎn)成本較低，使用壽命長(zhǎng)，較合金工具鋼可提高幾倍或十幾倍以上。
碳化鎢鋼可以代替硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金，可以制作高硬、抗磨、高韌性、長(zhǎng)壽命的各類材料，適用于制造工具、模具、量具、刃具，在礦山、石油、冶金、機(jī)械、航空航天等工業(yè)有著極大的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用價(jià)值。
